淺析國內智能化企業(yè)在數(shù)據中心建設中應注意的問題

商 勇

(中國建筑設計院有限公司(原中國建筑設計研究院)智能工程中心，北京 100044)

1 引言

1.1 背景

國家信息化、城市數(shù)字化使智能建筑進入了一個新的發(fā)展時期，隨著社會和各企業(yè)單位數(shù)據量的不斷增長，先前部門級和中小企業(yè)數(shù)據中心數(shù)據處理能力已不能滿足要求，大型數(shù)據中心建設需求開始快速增長。如今在全球打造綠色高效數(shù)據中心的大環(huán)境下，數(shù)據中心建設已經不再是倒水泥、安裝服務器機架那么簡單的事情了，參考辦公設計的數(shù)據中心也已不再適用。而建筑市場上擁有一級資質的弱電施工企業(yè)越來越多，這些企業(yè)在實際經營過程中往往也會集中在某個行業(yè)的智能建筑領域(如：住宅、辦公樓、醫(yī)院等)，鮮少參加國內大型數(shù)據中心建設。國內大型數(shù)據中心基礎設施建設市場的一半以上開始由IBM(美國)、施耐德(法國)、惠普(美國)和捷聯(lián)(意大利)等國外企業(yè)占據。

1.2 研究問題概述

國內智能化企業(yè)在數(shù)據中心建設領域存在的市場缺失等一系列問題產生的原因主要在數(shù)據中心建設的前期技術咨詢和設計規(guī)劃階段，因為不管是一座辦公大樓，還是一棟商業(yè)住宅，前期技術選擇和設計的缺陷對其成本的控制和質量的影響將會是致命的。

在技術咨詢服務階段(可行性研究階段)，智能化設計施工單位怎樣充分發(fā)揮自身的技術能力和社會資源，在數(shù)據中心建設過程中充當領導者和策劃者，統(tǒng)籌整個項目的建設大局，在數(shù)據中心建設標準、規(guī)模規(guī)劃、方案與設計概算合理性上做足功夫；怎樣從技術上充分考慮市場上技術更新的速度，合理采用新技術、新工藝和施工方案，都將嚴重影響數(shù)據中心建設的質量。

2 數(shù)據中心的技術咨詢與設計

數(shù)據中心建設作為新世紀信息化建設的重要領域，由于信息量的不斷增加，各企業(yè)單位已經開始或即將著手布局數(shù)據中心建設市場。然而數(shù)據中心建設在國內作為一個新興產業(yè)，數(shù)據中心先進理念卻大多掌握在國外智能化企業(yè)手中，進而國內數(shù)據中心建設成本壓力居高不下。在建設方存在資金壓力，國內智能化企業(yè)經驗缺乏的雙重環(huán)境下，國內智能化施工企業(yè)若要獲得較高的企業(yè)利潤，達到與客戶雙贏的目的，將成為國內數(shù)據中心建設企業(yè)面臨的一種新機遇和新挑戰(zhàn)。

2.1 數(shù)據中心建設服務流程

數(shù)據中心(Internet Data Center,簡稱IDC)機房設計集建筑、結構、電氣、暖通空調、給排水、消防、網絡、智能化等多個專業(yè)技術于一體。并且應該是一個安全可靠、舒適實用、節(jié)能高效和具有可擴展的建筑結構綜合體。根據以往數(shù)據中心建設經驗，國內建設一個大型的數(shù)據中心，基本上可分為如圖1所示的四個步驟來進行。

從圖1中可以看出，大型數(shù)據中心的建設應由擁有不同專業(yè)的施工單位、設計院和咨詢單位來協(xié)同完成。而在數(shù)據中心的建設過程中，國內智能化企業(yè)往往只以各專業(yè)分包單位的身份出現(xiàn)，也只負責數(shù)據中心建設中的智能化專業(yè)常規(guī)子系統(tǒng)的實施和安裝工作，比如安全防范系統(tǒng)、運維綜合布線子系統(tǒng)、機柜安裝子系統(tǒng)、建筑設備管理系統(tǒng)等。由于缺乏數(shù)據中心建設的整體規(guī)劃經驗，對數(shù)據中心的智能化建設缺乏全面的理解，最終數(shù)據中心驗收時，這些本可以成為綠色數(shù)據中心建設亮點的子系統(tǒng)卻成為了擺設，不能得到良好的運用。

2.2 設計咨詢階段角色轉變

在數(shù)據中心建設過程中，不管是在數(shù)據中心前期服務咨詢和設計階段、還是后期現(xiàn)場施工和運營維護階段，國內智能化企業(yè)都應成為整個項目實施的主導者和各種專業(yè)公司的資源整合者。不應該只作為專業(yè)施工公司出現(xiàn)在數(shù)據中心建設當中，必須轉變先前自身在數(shù)據中心建設過程中的角色。

2.2.1 咨詢階段的角色轉變

數(shù)據中心建設的咨詢服務是對整個數(shù)據中心建設的項目選址、建設規(guī)模、建設等級、核心業(yè)務定位、數(shù)據管理模式、IT應用網絡架構等的準確定位，也是整個項目建設的前瞻性規(guī)劃和建設方向的風向標。

國內智能化設計施工企業(yè)在數(shù)據中心咨詢服務階段應該貫穿于整個項目建設，從最初的需求分析到項目竣工結束。因此，建筑智能化施工企業(yè)應在組建項目實施團隊時，就考慮選擇組建一支技術實力很強的團隊(懂設計、懂施工、熟悉數(shù)據中心基礎設施建設)來護航項目的實施。

2.2.2 設計階段的資源整合

數(shù)據中心機房設計集建筑、結構、電氣、暖通空調、給排水、消防、網絡、智能化等多個專業(yè)技術于一體，是一個專業(yè)性較強的綜合建筑體。因此，建筑智能化企業(yè)在數(shù)據中心的設計階段就需要作為資源整合的角色出現(xiàn)，協(xié)調并整合具有相關資質的設計單位參與進來，要求設計單位參照咨詢服務階段的成果轉換成建筑結構、機電、暖通等進行專業(yè)設計圖紙用以指導施工。

2.2.3 項目實施階段的資源共享

根據國內建筑行業(yè)招投標流程，數(shù)據中心在施工圖紙完成后，可對數(shù)據中心土建和機電專業(yè)實施公開招標，招標公司一般會對投標單位的施工經驗、技術能力、資質條件進行遴選，符合條件的投標單位按照技術規(guī)格(咨詢服務成果文件)及招標圖紙?zhí)岢鲂枨髴獦耍罱K擇優(yōu)選取中標人。

國內智能化企業(yè)不僅要成為技術審定人(給予業(yè)主技術上的支持)，也應該主動參與到數(shù)據中心項目的建設當中，在項目建設當中充當“總承包”的角色，統(tǒng)籌設計單位、招標單位和施工單位正確參與項目建設，實現(xiàn)資源共享，這樣就可避免前期咨詢在后期脫離實際、無法落地的局面，確保項目能順利成功完成。

2.3 可行性研究階段技術需求分析

2.3.1 完整的數(shù)據中心架構

一個成熟而又完整的數(shù)據中心應該是多個系統(tǒng)的建筑綜合體，是集建筑、結構、電氣、暖通空調、給排水、消防、網絡、智能化等多個專業(yè)技術于一身的服務性設施。智能化設計與施工企業(yè)應在項目可行性研究階段清楚地了解該數(shù)據中心項目的建設內容具體有哪些，圖2清晰簡明地對建設一個數(shù)據中心所要涉及到的專業(yè)進行了圖表化的整理，方便參考和理解(包括但不限于此)。

據圖2可知，完整的數(shù)據中心應包括以下幾個部分：制冷系統(tǒng)：冷源設備、輸配設備、末端供冷設備；供配電系統(tǒng)：變配電系統(tǒng)、發(fā)電機；關鍵電源：傳統(tǒng)UPS、模塊化UPS、電池；管理軟件：設施管理、運營管理、中央管理器；布線系統(tǒng)：IT布線及橋架、運維布線及橋架；機柜系統(tǒng)：機柜/機架、機柜PDU、托盤及配線架；物理安全：安全防范系統(tǒng)；其他：土建結構、氣體滅火、給排水、機房裝修等。

2.3.2 數(shù)據中心建設可行性研究關鍵內容

根據國內智能化企業(yè)在數(shù)據中心設計與實施過程中應注意的關鍵步驟進行簡要的說明。

1)國際標準的可用性與機房建設標準的選用

通常數(shù)據中心等級的劃分按照國內標準《國家電子信息機房標準》(GB 20174-2008)可分為A級、B級和C級。A級為容錯型(系統(tǒng)A+系統(tǒng)B)；B級為冗余型；C級為基本型。但在如今大型數(shù)據中心建設過程中，國際上一些企業(yè)和組織在數(shù)據中心建設領域擁有先進而且可靠的經驗，國內數(shù)據中心建設往往也會將其拿來作為設計和規(guī)劃依據，如美國國家標準《數(shù)據中心電信基礎設施標準》(TIA-942)，也漸漸成為國內數(shù)據中心行業(yè)內公認的“行業(yè)標準”。

國內數(shù)據中心的建設既要滿足國家建設規(guī)范，也要參考TIA-942的標準要求，兩者在數(shù)據中心建設當中也往往會相互配合使用，數(shù)據中心等級標準的定義如圖3所示。

由圖3可知，兩個規(guī)范對數(shù)據中心等級標準劃分的定義并不沖突，由于TIA-942對基礎設施建設標準劃分的更加仔細，在國內數(shù)據中心建設領域，國內對機房建設也通常用T1、T2、T3和T4的標準來界定數(shù)據中心等級。

對于大型數(shù)據中心可行性研究階段，是選用T3標準還是T4標準進行建設對后期設備選用有著巨大的影響，如UPS配電系統(tǒng)：T3標準要求N+1即可滿足要求，而T4標準則要求滿足2N結構，對設備數(shù)量的影響較大；對UPS電池組的檢測也有不同的要求，T3標準要求UPS自己檢測，而T4標準明確指出需要集中的自動系統(tǒng)來檢測每一個電池的溫度、電壓和電阻，這就需要單獨增加1套管理平臺來進行專門的檢測。數(shù)據中心的定級將直接影響建設成本和建設規(guī)模。

2)可行性研究階段容易忽視的問題

在確定選用T3還是T4標準來建設數(shù)據中心后，數(shù)據中心進入總體設計階段，在以往數(shù)據中心規(guī)劃設計問題當中，總會有一些特定的物理需求及障礙問題需要在設計階段來解決。盡管建設一個數(shù)據中心會遇到一系列不可能克服的問題，但在工程開始之前還是應該仔細考慮以下幾個方面：

(1)數(shù)據中心布線規(guī)劃必須要適應新環(huán)境的增長，這意味著在進行布線規(guī)劃時，必須既要滿足現(xiàn)在的需求，又要預計到未來的變化。也就是說，如果布線規(guī)劃想要應對未來10年內應用程序的運行速度，那么現(xiàn)在的網絡主干系統(tǒng)就應該按照40G或100G的標準來規(guī)劃。

(2)核對一下當?shù)氐南罈l例及其電纜敷設要求(如是否有易燃物限制或水電管道限制，這方面可交由有經驗的設計單位來確認)。

(3)模塊化機房環(huán)境的冷卻顯得尤為重要，如果未來要引入刀片服務器，那么對數(shù)據中心空調的要求就要更高；如果對制冷量的計算不夠，很可能造成日后大量信息處理設備的過熱宕機，服務癱瘓。

(4)滿足當?shù)貙ㄖY構設計的抗震要求，并嚴格要求設計單位按照可行性階段的咨詢報告需求設計樓面負荷。如模塊化機房、UPS配電室、UPS蓄電池等不同功能房間因設備不同，需要的樓面荷載也不盡相同。如果前期對樓面荷載設計的過小，最終需提供200臺機柜安裝的模塊化機房，可能也就只能滿足100臺機柜的安裝。

(5)核對一下當?shù)仉娏镜墓╇娔芰?，如果他們不能提供備用電路，這就可能會改變對發(fā)電機的性能要求。

(6)數(shù)據中心的設計階段，智能化設計施工單位要充分參與其中，應該作為各專業(yè)的協(xié)調者，嚴防各專業(yè)間出現(xiàn)信息不對稱。如暖通專業(yè)與樓宇自控專業(yè)關于控制邏輯與控制原理之間的銜接和配合，電氣專業(yè)與暖通專業(yè)關于A、B雙路供電切換時間及設備功率間銜接與配合。

3)可行性研究階段的合理預算

根據國內外大型數(shù)據中心建設的經濟數(shù)據可得：數(shù)據中心預算的65%～75%要花費在數(shù)據中心基礎設施建設方面，包括發(fā)電機、銅線、UPS、電池、冷卻器、泵、管道系統(tǒng)及這些設備安裝的勞務費用等；數(shù)據中心的設計費用只占工程總成本的3%～5%；智能化設計施工企業(yè)所獲利潤和普通保險條款費用占總預算的6%～8%；剩下的預算(12%～26%)會花費在基礎建設方面，如水泥、鋼材、挖掘和勞力。

綜上可知，一個數(shù)據中心項目后期實施是否成功，成本能否得以控制，工程質量能否得以保證，在其可行性研究階段有一份合理的預算是十分關鍵的。當然，數(shù)據中心建設預算要出于多方面的考慮，該預算也應該是反映數(shù)據中心項目建設的可行性、技術選擇的成熟性和合理性的重要依據。

3 結束語

國內各地、各行業(yè)均在通過建設大型的數(shù)據網

絡中心來應對今后大數(shù)據交換帶來的機遇。國內智能化設計施工企業(yè)需要轉變自身的角色，逐漸適應，使自身成為整個數(shù)據中心建設的咨詢服務商、資源整合和項目實施的多重角色，統(tǒng)籌整個數(shù)據中心建設的技術咨詢和工程實施，摸索出一套指導大型數(shù)據中心技術咨詢與設計施工體系標準，更多地參與到國內數(shù)據中心建設當中，充當國內智能化數(shù)據中心建設的中堅力量。